Солнечные и лунные затмения


30 июня 1954 г. на территории Кавказа, Украины и Белоруссии наблюдалось полное солнечное затмение. Еще задолго до этого дня газеты и радио широко оповестили население нашей страны о предстоящем интересном явлении природы. Ученые Москвы, Ленинграда, Казани и многих других городов съехались в полосу видимости солнечного затмения. Они привезли с собой сложнейшие приборы.

И вот наступил день затмения Солнца.

В древности солнечные затмения вызывали ужас. Люди старались криками и игрой на музыкальных инструментах отогнать «чудовище», пожирающее Солнце.  (Со старинной гравюры.)
В древности солнечные затмения вызывали ужас. Люди старались криками и игрой на музыкальных инструментах отогнать «чудовище», пожирающее Солнце.  (Со старинной гравюры.)

Природа живет своей обычной жизнью. В синем небе ярко сияет Солнце. Ничто не предвещает грядущего события. Но постепенно солнечный свет начинает ослабевать. На правом крае Солнца появляется ущерб. Он медленно увеличивается, и солнечный диск принимает форму серпа, обращенного выпуклостью влево. Темнота сгущается. Становится прохладнее. Наконец, последний солнечный луч гаснет, на всю окружающую местность ложится полумрак. Небо принимает ночной вид, на нем вспыхивают яркие звезды. Вдоль горизонта появляется кольцо оранжевого оттенка.

Это наступило полное солнечное затмение. На месте погасшего светила виден черный диск, окруженный серебристо-жемчужным сиянием.

Напуганные внезапно наступившей темнотой, животные и птицы замолкают и спешат укрыться на ночной покой, многие растения свертывают листья; 2, 3, иногда 5 минут длится необычная темнота. Но вот справа из-за черного диска появляется край Солнца, и вновь вспыхивают яркие солнечные лучи. В тот же миг исчезает серебристо-жемчужное сияние, гаснут звезды. Словно на заре, поют петухи, возвещая о наступлении дня. Вся природа опять оживает.

Солнце снова принимает вид серпа, но теперь уже повернутого выпуклостью в другую сторону, как серп молодой Луны. Серп увеличивается, и уже через час в небе все как обычно.

Солнечное затмение представляет собой очень величественное и красивое явление природы. Никакого вреда растениям, животным и человеку оно, конечно, причинить не может.

Но не так думали люди в далеком прошлом.

Явление солнечного затмения знакомо человеку с глубочайшей древности. Когда наука только зарождалась, человек не знал, отчего происходят затмения. Панический страх вызывало у людей неожиданное, таинственное исчезновение лучезарного светила. В угасании Солнца среди бела дня они видели проявление неведомых, сверхъестественных сил.

У восточных народов существовало поверье, что во время затмения некое злое чудовище — дракон —пожирает Солнце. В Древнем Китае во время солнечных затмений жители, чтобы отогнать дракона и освободить Солнце, били в барабаны, встречали затмение звуками гонга, звоном колокольчиков, пели молитвы.

Отголоски этих древних представлений человека встречались и в сравнительно недавнее время. Так, в Турции во время затмения 1877 г. перепуганные жители стреляли из ружей в Солнце, желая прогнать шайтана — злого духа, по их мнению пожиравшего Солнце.

И даже тогда, когда действительная причина солнечных затмений была уже известна ученым, все-таки часто затмение вызывало у населения страх. Люди считали, что затмение послано богом и предвещает конец мира, голод, какое-либо несчастье. Эти суеверные представления сеяли среди народа служители религиозных культов, чтобы держать народные массы в повиновении.

В русских летописях мы находим многочисленные упоминания о затмениях.

Затмение Солнца по представлению древних китайцев. Дракон пожирает Солнце. (Со старинного рисунка.)
Затмение Солнца по представлению древних китайцев. Дракон пожирает Солнце. (Со старинного рисунка.)

Так, в Ипатьевской летописи про затмение, упомянутое в «Слове о полку Игореве», мы читаем: «Святославич Игорь, внук Олегов, поеха из Новгорода месяца апреля в 23 день, во вторник, идяхуть тихо, сбираючи дружину свою.

Идущим же им к Донцу реки, в год (в час. — Ред.) вечерний Игорь, воззрев на небо, и виде Солнце стояще, яко месяц, и рече боярам своим и дружине своей: видите ли, что есть знамение се?»

В летописи описывается затмение 1185 г., которое было полным в Новгороде и Ярославле. Князь Игорь со своей дружиной был в это время на р. Донце, где затмение было частным. В летописи указывается, что это затмение оказалось причиной поражения Игоря в битве с половцами.

Конечно, не затмение было причиной поражения Игоря, а феодальная раздробленность Руси и междоусобица среди князей. Поэтому половцы с легкостью могли побеждать выступавшие порознь немногочисленные отряды русских князей.

И хотя летописцы не понимали истинных причин затмения, однако они оказали науке неоценимую услугу, занося в летописи описания затмений.

Много позже, в 1887 г., писатель В Г. Короленко наблюдал, как солнечное затмение вызвало большой страх среди жителей приволжского городка Юрьевца. В своем правдивом рассказе «На затмении» Короленко описывал невежество людей, запуганных и забитых в царской России. С того времени прошло всего несколько десятков лет, и наша родина стала Советской страной. Правильное, научное объяснение явлений природы дошло до самых отдаленных уголков нашей родины. И теперь у нас едва ли найдется такой человек, у которого солнечное и лунное затмение вызвало бы страх.

Что же такое солнечное затмение?

Нам часто приходится наблюдать, как в ясный, солнечный день тень от облака, подгоняемого ветром, пробегает по земле и достигает того места, где мы находимся. Облако скрывает Солнце. Между тем другие места, находящиеся вне этой тени, остаются освещенными Солнцем.

Во время затмения Луна проходит между нами и Солнцем и скрывает его от нас.

Рассмотрим подробнее условия, при которых может наступить затмение Солнца.

Общая схема солнечного и лунного затмений. В центре — Земля, вокруг по орбите движется Луна.
Общая схема солнечного и лунного затмений. В центре — Земля, вокруг по орбите движется Луна.

Наша планета, Земля, вращаясь в течение суток вокруг своей оси, одновременно движется вокруг Солнца и за год делает полный оборот. У Земли есть спутник — Луна. Луна движется вокруг Земли и полный оборот совершает за время около месяца.

Взаимное расположение этих трех небесных тел все время меняется. При своем движении вокруг Земли Луна оказывается между Землей и Солнцем.

Луна — темный непрозрачный твердый шар. Оказавшись между Землей и Солнцем, она, словно громадная заслонка, закрывает собой Солнце.

В это время та сторона Луны, которая обращена к Земле, оказывается темной, неосвещенной. Следовательно, солнечное затмение может произойти только во время новолуния. В полнолуние Луна проходит от Земли в стороне, противоположной Солнцу, и может попасть в тень, отбрасываемую земным шаром. Тогда мы будем наблюдать лунное затмение.

Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 149,5 млн. км, а среднее расстояние от Земли до Луны — 384 400 км. Чем ближе предмет, тем большим он нам кажется.

Луна по сравнению с Солнцем ближе к нам почти в 400 раз, и в то же время ее диаметр меньше диаметра Солнца также приблизительно в 400 раз. Поэтому видимые размеры Луны и Солнца почти одинаковы. Луна, таким образом, может закрыть Солнце.

Однако расстояния Солнца и Луны от Земли не остаются постоянными, а слегка изменяются. Происходит это потому, что пути Земли вокруг Солнца и Луны вокруг Земли не окружности, а эллипсы.

С изменением расстояний между этими телами изменяются и их видимые размеры. Если в момент затмения лунный диск будет больше солнечного, Луна целиком закроет собой Солнце, и затмение будет полным. Если же во время затмения Луна будет находиться в наибольшем удалении от Земли, то она будет нам казаться меньшего размера и закрыть Солнце целиком не сможет. Останется незакрытым светлый ободок Солнца, который во время затмения будет виден как яркое тоненькое кольцо вокруг черного диска Луны. Такое затмение называют кольцеобразным.

Казалось бы, солнечные затмения должны случаться ежемесячно (каждое новолуние).

Если бы Земля и Луна двигались в одной плоскости, то в каждое новолуние Луна действительно оказывалась бы точно на прямой линии, соединяющей Землю и Солнце, и происходило бы затмение. На самом же деле Земля движется вокруг Солнца в одной плоскости, а Луна вокруг Земли — в другой. Эти плоскости не совпадают. Поэтому часто во время новолуний Луна проходит либо выше Солнца, либо ниже.

Видимый путь Луны на небе не совпадает с тем путем, по которому движется Солнце. Эти пути пересекаются в двух противоположных точках, которые называются узлами лунной орбиты. Вблизи этих точек пути Солнца и Луны близко подходят друг к другу. И только в том случае, когда новолуние происходит вблизи узла, оно сопровождается затмением.

Затмение будет полным или кольцеобразным, если в новолуние Солнце и Луна будут находиться почти точно в узле. Если же Солнце в момент новолуния окажется на некотором расстоянии от узла, то центры лунного и солнечного дисков не совпадут и Луна закроет Солнце лишь частично. Такое затмение называется частным.

Фазы частного солнечного затмения, которое наблюдалось в Москве 9 июля 1945 г.
Фазы частного солнечного затмения, которое наблюдалось в Москве 9 июля 1945 г.

Луна перемещается среди звезд с запада на восток. Поэтому закрытие Солнца Луной начинается с его западного, т. е. правого, края. Степень закрытия называется в астрономии фазой затмения.

Ежегодно бывает не меньше двух солнечных затмений. Так было в 1952 г.: 25 февраля — полное, которое наблюдалось в Африке, Иране, СССР, 20 августа — кольцеобразное, наблюдавшееся в Южной Америке. А вот в 1935 г. было пять солнечных затмений. Это наибольшее число затмений, которое может быть в течение одного года.

Трудно представить себе, чтобы затмения происходили так часто: ведь каждому из нас наблюдать затмения приходится чрезвычайно редко. Объясняется это тем, что во время солнечного затмения тень от Луны падает на Землю. Упавшая тень имеет форму почти круглого пятна, поперечник которого может достигать самое большее 270 км. Это пятно покроет лишь ничтожно малую долю земной поверхности. В данный момент только на этой части Земли будет видно полное солнечное затмение. Тень от Луны движется относительно Земли со скоростью 1 км/сек, т. е. быстрее ружейной пули. Малые размеры тени и большая скорость ее движения приводят к тому, что тень не может закрыть надолго какое-то одно место на земном шаре.

Полное солнечное затмение не может продолжаться более 8 минут. В нынешнем столетии наибольшая продолжительность затмений была в 1955 г. и будет в 1973 г. (не более 7 минут).

Лунная тень, двигаясь по Земле, описывает узкую, но длинную полосу, на которой последовательно наблюдается полное солнечное затмение. Протяженность полосы полного солнечного затмения достигает нескольких тысяч километров. И все же площадь, покрываемая тенью, оказывается незначительной по сравнению со всей поверхностью Земли. Кроме того, в полосе полного затмения часто оказываются океаны, пустыни и малонаселенные районы Земли.

Вокруг пятна лунной тени располагается область полутени, где затмение бывает частным. Поперечник области полутени составляет около 6—7 тыс. км. Для наблюдателя, который будет находиться вблизи края этой области, лишь незначительная доля солнечного диска покроется Луной. Такое затмение может вообще пройти незамеченным.